基于加速器的多终端硼中子俘获治疗装置的束流整形组件设计  被引量:6

Design of Beam Shaping Assembly for an Accelerator-based Multi-terminal BNCT Facility

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作  者:李广儒 姜韦 张璐[1] 陈卫强[1,2,3,4] 李强 LI Guangru;JIANG Wei;ZHANG Lu;CHEN Weiqiang;LI Qiang(Institute of Modern Physics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;Key Laboratory of Heavy Ion Beam Radiation Biomedicine,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;Gansu Provincial Key Laboratory of Heavy Ion Beam Radiation Medical Application,Lanzhou,730000,China)

机构地区:[1]中国科学院近代物理研究所,兰州730000 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]中国科学院重离子束辐射生物医学重点实验室,兰州730000 [4]甘肃省重离子束辐射医学应用基础重点实验室,兰州730000

出  处:《原子核物理评论》2021年第1期80-88,共9页Nuclear Physics Review

基  金:国家重点研发计划项目资助(2018YFC0115700);国家自然科学基金资助项目(11875299);甘肃省重大科技专项计划(1602FKDA005);中国科学院重点部署项目(KFZD-SW-222);中国科学院西部之光项目(29Y86205);中国科学院青年创新促进会项目(2017454)。

摘  要:硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是一种新型的精准放射治疗方法,束流整形组件(Beam Shaping Assembly,BSA)作为硼中子俘获治疗装置的重要组成部分,对于产生适用于BNCT的中子束至关重要。通过BSA可以将快中子慢化到适当的能量范围,并且减少其他不需要的束流成分,进而满足BNCT用于治疗的中子束要求。本文利用蒙特卡罗模拟软件MCNP,基于2.5 MeV/30 mA的质子加速器,设计出可将质子打Li靶产生的快中子束慢化到热中子能量范围(<0.5 eV)和超热中子能量范围(0.5 eV~10 keV)的多终端BSA方案。提出的热中子BSA方案使用D_(2)O作为慢化体,BeO作为反射体,Bi作为γ过滤体,而超热中子BSA方案使用MgF_(2)作为慢化体,Pb作为反射体,^(6)LiF作为热中子过滤体。热/超热中子方案在BSA出口处的束流参数,均满足国际原子能机构(IAEA)对BNCT治疗提出的束流指标要求。Boron Neutron Capture Therapy(BNCT)is a new treatment of precision radiotherapy.Beam shaping assembly(BSA)is one of the key components in the facility of BNCT and of vital importance in producing neutron beams appropriate for BNCT treatment.BSA is used to moderate and fast neutrons to suitable energy range,reduce other unwanted ingredients,and meet the requirements for BNCT.In this work,based on a neutron source which produced by a 2.5 MeV/30 mA proton accelerator,the Monte Carlo simulation software MCNP was employed to design BSAs.A multi-terminal BSA scheme was designed to slow down the fast neutron beam generated by proton bombarded Li target to the thermal neutron energy range(<0.5 eV)and the epithermal neutron energy range(0.5 eV~10 keV).The proposed thermal neutron BSA scheme uses D_(2)O as moderator,BeO as reflector,Bi asγAll the parameters of the thermal and epithermal neutron beams at the exit ports of the designed BSAs both meet the recommended values proposed by the International Atomic Energy Agency(IAEA).

关 键 词:硼中子俘获治疗 束流整形组件 多终端 热中子 超热中子 

分 类 号:TL50[核科学技术—核技术及应用] R817.9[医药卫生—影像医学与核医学]

 

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